JP2011258402A - Method of manufacturing plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a plasma display panel used for a display device or the like.
プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと呼ぶ)は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、100インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、PDPにおいては、従来のNTSC方式に比べて走査線数が2倍以上の高精細テレビへの適用が進められており、エネルギー問題に対応してさらなる消費電力低減への取り組みや、環境問題に配慮した鉛成分を含まないPDPへの要求なども高まっている。 A plasma display panel (hereinafter referred to as a PDP) can realize a high definition and a large screen, and thus a 100-inch class television or the like has been commercialized. In recent years, PDP has been applied to high-definition televisions that have more than twice the number of scanning lines compared to the conventional NTSC system. In response to energy problems, efforts to further reduce power consumption and environmental issues There is also a growing demand for PDPs that do not contain lead components in consideration of the above.
PDPは、基本的には、前面基板と背面基板とで構成されている。前面基板は、フロート法により製造された硼硅酸ナトリウム系ガラスの前面ガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム(MgO)などからなる保護層とで構成されている。 A PDP basically includes a front substrate and a rear substrate. The front substrate is a sodium borosilicate glass front glass substrate manufactured by a float process, a display electrode composed of a striped transparent electrode and a bus electrode formed on one main surface of the glass substrate, A dielectric layer that covers the display electrode and functions as a capacitor, and a protective layer made of magnesium oxide (MgO) or the like formed on the dielectric layer.
一方、背面基板は、背面ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。 On the other hand, the back substrate is a back glass substrate, a stripe-shaped address electrode formed on one main surface thereof, a base dielectric layer covering the address electrode, a partition formed on the base dielectric layer, It is comprised with the fluorescent substance layer which light-emits each red, green, and blue formed between each partition.
前面基板と背面基板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にネオン(Ne)−キセノン(Xe)の放電ガスが40kPa〜60kPaの圧力で封入されている。PDPは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。 The front substrate and the rear substrate are hermetically sealed with the electrode forming surfaces facing each other, and a discharge gas of neon (Ne) -xenon (Xe) is sealed at a pressure of 40 kPa to 60 kPa in a discharge space partitioned by a partition wall. ing. PDP discharges by selectively applying a video signal voltage to the display electrodes, and the ultraviolet rays generated by the discharge excite each color phosphor layer to emit red, green, and blue light, thereby realizing color image display is doing.
また、このようなPDPの駆動方法としては、書き込みをしやすい状態に壁電荷を調整する初期化期間と、入力画像信号に応じて書き込み放電を行う書き込み期間と、書き込みが行われた放電空間で維持放電を生じさせることによって表示を行う維持期間を有する駆動方法が一般的に用いられている。これらの各期間を組み合わせた期間(サブフィールド)が、画像の1コマに相当する期間(1フィールド)内で複数回繰り返されることによってPDPの階調表示を行っている。 In addition, such a PDP driving method includes an initialization period in which wall charges are adjusted so that writing is easy, a writing period in which writing discharge is performed according to an input image signal, and a discharge space in which writing is performed. A driving method having a sustain period in which display is performed by generating a sustain discharge is generally used. A period (subfield) obtained by combining these periods is repeated a plurality of times within a period (one field) corresponding to one frame of an image, thereby performing PDP gradation display.
このようなPDPにおいて、前面基板の誘電体層上に形成される保護層の役割としては、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することなどがあげられる。イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割であり、またアドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。 In such a PDP, the role of the protective layer formed on the dielectric layer of the front substrate is to protect the dielectric layer from ion bombardment due to discharge and to emit initial electrons for generating address discharge. Etc. Protecting the dielectric layer from ion bombardment plays an important role in preventing an increase in discharge voltage, and emitting initial electrons for generating an address discharge is an address discharge error that causes image flickering. It is an important role to prevent.
保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するために、例えば、酸化マグネシウム(MgO)保護層に不純物を添加する例や、酸化マグネシウム(MgO)粒子を保護層上に形成した例が開示されている(例えば、特許文献1、2、3、4、5など参照)。
In order to reduce the flicker of the image by increasing the number of initial electrons emitted from the protective layer, for example, an example of adding impurities to the magnesium oxide (MgO) protective layer, or magnesium oxide (MgO) particles on the protective layer Examples of formation are disclosed (for example, see
近年、テレビは高精細化が進んでおり、市場では低コスト・低消費電力・高輝度のフルHD(ハイ・ディフィニション)(1920×1080画素:プログレッシブ表示)PDPが要求されている。高精細化された画像を表示するためには、1フィールドの時間が一定にもかかわらず書き込みを行う画素の数が増える。そのため、サブフィールド中の書き込み期間において、アドレス電極へ印加するパルスの幅を狭くする必要が生じる。 In recent years, high definition has been advanced in televisions, and a low-cost, low-power-consumption, high-brightness full HD (high definition) (1920 × 1080 pixels: progressive display) PDP is required in the market. In order to display a high-definition image, the number of pixels on which writing is performed increases even though the time of one field is constant. Therefore, it is necessary to narrow the width of the pulse applied to the address electrode in the writing period in the subfield.
しかしながら、電圧パルスの立ち上がりから放電空間内で放電が発生するまでには「放電遅れ」と呼ばれるタイムラグの存在があり、パルスの幅が狭くなれば書き込み期間内で放電が終了できる確率が低くなってしまう。その結果、点灯不良が生じ、ちらつきといった画質性能の低下という問題が生じている。これらの現象は保護層の電子放出特性に大きく左右される。このように高精細なPDPにおいては、保護層の電子放出特性はPDPの画質を決定するため、電子放出特性を向上させることが重要な課題になっている。 However, there is a time lag called “discharge delay” from the rise of the voltage pulse to the occurrence of discharge in the discharge space, and if the pulse width is narrowed, the probability that the discharge can be completed within the writing period is lowered. End up. As a result, lighting failure occurs, and there is a problem of deterioration in image quality performance such as flickering. These phenomena greatly depend on the electron emission characteristics of the protective layer. In such a high-definition PDP, since the electron emission characteristics of the protective layer determine the image quality of the PDP, it is an important issue to improve the electron emission characteristics.
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、保護層の電子放出特性を向上させ、高精細で高画質な画像表示性能を備えるPDPを実現することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to improve the electron emission characteristics of a protective layer and to realize a PDP having high-definition and high-quality image display performance.
このような目的を達成するために、本発明のPDPの製造方法は、互いに平行な複数の表示電極対とこれを覆う誘電体層と保護層とを前面基板に形成する前面基板作製ステップと、表示電極対と交差する互いに平行な複数のデータ電極とこれを覆う下地誘電体層と隔壁と蛍光体層とを背面基板に形成する背面基板作製ステップと、間に放電空間を形成するように隔壁を挟んで前面基板と背面基板とを対向配置して周囲を封着する封着ステップと、放電空間を排気する排気ステップと、放電空間に放電ガスを封入する放電ガス供給ステップと、を有するPDPの製造方法であって、保護層を、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、および酸化バリウムの群から選ばれる少なくとも2つ以上の金属酸化物により形成するとともに、前面基板作製ステップが、保護層を形成した後の前面基板を、酸素が存在する雰囲気下において350℃以上400℃未満の温度条件で焼成する焼成ステップを含んでいる。 In order to achieve such an object, a method for manufacturing a PDP of the present invention includes a front substrate manufacturing step in which a plurality of display electrode pairs parallel to each other, a dielectric layer covering the display electrode pairs, and a protective layer are formed on the front substrate. A plurality of parallel data electrodes intersecting the display electrode pair, a base dielectric layer covering the data electrodes, a barrier rib, and a phosphor layer on the rear substrate; and a barrier rib so as to form a discharge space therebetween A PDP having a sealing step of sealingly arranging the front substrate and the rear substrate with the front substrate and the rear substrate sandwiched therebetween, an exhaust step of exhausting the discharge space, and a discharge gas supply step of sealing the discharge gas into the discharge space The protective layer is formed of at least two metal oxides selected from the group consisting of magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and barium oxide. The front substrate manufactured step, a front substrate on which the protective layer comprises a firing step of firing at a temperature of less than 350 ° C. or higher 400 ° C. in an atmosphere where oxygen is present.
このような方法によれば、保護層の酸化を抑制して保護層の電子放出特性を向上させ、高精細で高画質な画像表示性能を備えるPDPを実現することができる。 According to such a method, it is possible to improve the electron emission characteristics of the protective layer by suppressing oxidation of the protective layer, and to realize a PDP having high-definition and high-quality image display performance.
さらに、焼成ステップの後に、保護層を形成した前面基板を、酸素が存在しない雰囲気で焼成ステップでの焼成温度を超える温度条件で焼成する第2焼成ステップを含むことが望ましい。このような方法によれば、保護層の電子放出特性をより一層向上させることができる。 Furthermore, it is desirable to include a second firing step after the firing step, in which the front substrate on which the protective layer is formed is fired in a temperature condition exceeding the firing temperature in the firing step in an atmosphere where oxygen is not present. According to such a method, the electron emission characteristics of the protective layer can be further improved.
さらに、保護層を、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、および酸化バリウムの群から選ばれる少なくとも2つ以上の単一金属酸化物からなる複合金属酸化物で形成するとともに、X線回折分析において、複合金属酸化物の特定方位面における回折角のピークが、単一金属酸化物の特定方位面における最小回折角と最大回折角との間に存在するように形成することが望ましい。このような方法によれば、保護層の電子放出特性をより一層向上させることができる。 Further, the protective layer is formed of a composite metal oxide composed of at least two single metal oxides selected from the group consisting of magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and barium oxide, and in X-ray diffraction analysis, It is desirable to form such that the peak of the diffraction angle in the specific orientation plane of the composite metal oxide exists between the minimum diffraction angle and the maximum diffraction angle in the specific orientation plane of the single metal oxide. According to such a method, the electron emission characteristics of the protective layer can be further improved.
以上のように、本発明のPDPの製造方法によれば、保護層の酸化を抑制して保護層の電子放出特性を向上させ、高精細で高画質な画像表示性能を備えるPDPを実現することができる。 As described above, according to the method for manufacturing a PDP of the present invention, the oxidation of the protective layer is suppressed to improve the electron emission characteristics of the protective layer, and a PDP having high-definition and high-quality image display performance is realized. Can do.
以下、本発明の一実施の形態におけるPDPの製造方法について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a method for producing a PDP according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は本実施の形態により製造されるPDPの分解斜視図である。PDPの基本構造は、一般的な交流面放電型PDPと同様である。
(Embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a PDP manufactured according to this embodiment. The basic structure of the PDP is the same as that of a general AC surface discharge type PDP.
図1に示すように、PDP1は、前面基板2と背面基板10とが対向して配置され、前面基板2と背面基板10の周辺部をガラスフリットなどからなる封着部材によって気密封着して構成している。封着されたPDP1内部の放電空間16には、キセノン(Xe)とネオン(Ne)などの放電ガスが40kPa〜60kPaの圧力で封入されている。
As shown in FIG. 1, the
前面ガラス基板3上には、走査電極4および維持電極5よりなる一対の帯状の表示電極対6とブラックストライプ(遮光層)7が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。さらに、表示電極対6と遮光層7とを覆うように電荷を保持してコンデンサとしての働きをする誘電体層8が形成され、さらにその上に保護層9が形成されている。
On the
また、背面ガラス基板11上には、表示電極対6と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極12が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層13が被覆している。さらに、アドレス電極12間の下地誘電体層13上には放電空間16を区切る所定の高さの隔壁14が形成されている。隔壁14間の溝毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層15が順次塗布して形成されている。表示電極対6とアドレス電極12とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極対6方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層15を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
On the
図2は、本実施の形態におけるPDP1の前面基板2の詳細な構成を示す断面図であり、図2は図1と上下反転させて示している。図2に示すように、フロート法などにより製造されたガラス製の前面ガラス基板3に、走査電極4と維持電極5よりなる表示電極対6と遮光層7がパターン形成されている。走査電極4と維持電極5はそれぞれインジウムスズ酸化物(ITO)や酸化スズ(SnO2)などからなる透明電極4a、5aと、透明電極4a、5a上に形成された金属バス電極4b、5bとにより構成されている。金属バス電極4b、5bは透明電極4a、5aの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀(Ag)材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the
誘電体層8は、これらの透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bと遮光層7を覆って設けた第1誘電体層81と、第1誘電体層81上に形成された第2誘電体層82の少なくとも2層構成としている。さらに第2誘電体層82上に保護層9が形成されている。
The dielectric layer 8 includes a first
保護層9は、誘電体層8上に形成した保護層下地膜91と、保護層下地膜91上に酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを複数個凝集させた凝集粒子92とにより構成されている。また、保護層9において、保護層下地膜91は、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、および酸化バリウム(BaO)の群から選ばれる単一金属酸化物、もしくは少なくとも2つ以上のこれら単一金属酸化物からなる複合金属酸化物により形成されている。
The
図3はPDP1の製造ステップを示すフローチャートである。図3に示すように、前面基板作製ステップ(S1)と、背面基板作製ステップ(S2)と、フリット塗布ステップ(S3)と、封着ステップ(S4)と、排気ステップ(S5)と、放電ガス供給ステップ(S6)とを経て製造される。
FIG. 3 is a flowchart showing manufacturing steps of the
図4は前面基板作製ステップ(S1)の詳細を示すフローチャートである。以下、フローチャートに従って前面基板作製ステップ(S1)について説明する。まず、前面ガラス基板3上に、表示電極対6と遮光層7とを形成する(S11)。走査電極4と維持電極5とを構成する透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極4a、5aは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極4b、5bは銀(Ag)材料を含むペーストを所定の温度で焼成して固化している。また、遮光層7も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料を前面ガラス基板3の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。
FIG. 4 is a flowchart showing details of the front substrate manufacturing step (S1). The front substrate manufacturing step (S1) will be described below according to the flowchart. First, the display electrode pair 6 and the
次に、表示電極対6および遮光層7を覆うように前面ガラス基板3上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト(誘電体材料)層を形成する。誘電体ペーストを塗布し、所定の時間放置すると誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。誘電体ペーストの材料や塗布厚みを変えて、第1誘電体層81と第2誘電体層82との誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、表示電極対6および遮光層7を覆う第1誘電体層81と第2誘電体層82とよりなる、誘電体層8が形成される(S12)。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。
Next, a dielectric paste is applied on the
次に、第2誘電体層82上に保護層9のベースとなる保護層下地膜91を形成する(S13)。保護層下地膜91は、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、および酸化バリウム(BaO)の群から選ばれる単一金属酸化物、もしくは少なくとも2つ以上のこれら単一金属酸化物からなる複合金属酸化物により形成される。この保護層下地膜91は、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、および酸化バリウム(BaO)の単独材料のペレットや、それらの材料を混合したペレットを用いて薄膜成膜方法によって形成される。薄膜成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの公知の方法が適用できる。
Next, a protective
また、保護層下地膜91の成膜時の雰囲気としては、水分付着や不純物の吸着を防止するために外部と遮断された密閉状態で、成膜時の雰囲気を調整している。このようにして、所定の電子放出特性を有する金属酸化物よりなる保護層下地膜91を形成することができる。
In addition, the atmosphere during film formation of the protective
次に、保護層下地膜91上に酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aの凝集粒子92を付着形成する(S14)。これらの結晶粒子92aは、以下に示す気相合成法または前駆体焼成法のいずれかで製造することができる。
Next, agglomerated
気相合成法では、不活性ガスが満たされた雰囲気下で純度が99.9%以上のマグネシウム金属材料を加熱し、さらに、雰囲気に酸素を少量導入することによって、マグネシウムを直接酸化させ、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを作製することができる。
In the gas phase synthesis method, a magnesium metal material having a purity of 99.9% or more is heated in an atmosphere filled with an inert gas, and a small amount of oxygen is introduced into the atmosphere to directly oxidize magnesium, thereby oxidizing the material. Magnesium (MgO)
一方、前駆体焼成法では、酸化マグネシウム(MgO)の前駆体を700℃以上の高温で均一に焼成し、これを徐冷して酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを得ることができる。前駆体としては、例えば、マグネシウムアルコキシド(Mg(OR)2)、マグネシウムアセチルアセトン(Mg(acac)2)、水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)、炭酸マグネシウム(MgCO2)、塩化マグネシウム(MgCl2)、硫酸マグネシウム(MgSO4)、硝酸マグネシウム(Mg(NO3) 2)、シュウ酸マグネシウム(MgC2O4)の内のいずれか1種以上の化合物を選ぶことができる。なお選択した化合物によっては、通常、水和物の形態をとることもあるがこのような水和物を用いてもよい。これらの化合物は、焼成後に得られる酸化マグネシウム(MgO)の純度が99.95%以上、望ましくは99.98%以上になるように調整する。これらの化合物中に、各種アルカリ金属や、金属元素などの不純物元素が一定量以上混じっていると、熱処理時に不要な粒子間癒着や焼結を生じ、高結晶性の酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを得にくいためである。このため、不純物元素を除去するなどにより予め前駆体を調整することが必要となる。
On the other hand, in the precursor firing method, a magnesium oxide (MgO) precursor is uniformly fired at a high temperature of 700 ° C. or higher, and this is gradually cooled to obtain magnesium oxide (MgO)
上記いずれかの方法で得られた酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを、溶媒に分散させ、その分散液をスプレー法やスクリーン印刷法、静電塗布法などによって保護層下地膜91の表面に分散散布させる。その後、乾燥・焼成プロセスを経て溶媒除去し、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを保護層下地膜91の表面に定着させることができる。
The magnesium oxide (MgO)
次に、前面基板2を焼成する(S15)ことで前面基板2が完成する。前面基板2の焼成方法についての詳細については後述する。
Next, the
次に、背面基板作製ステップ(S2)について説明する。まず、背面ガラス基板11上にアドレス電極12を形成する。この方法としては、銀(Ag)材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などを用いる。その後、所定の温度で焼成することによりアドレス電極12を形成する。
Next, the back substrate manufacturing step (S2) will be described. First, the
次に、アドレス電極12が形成された背面ガラス基板11上にダイコート法などを用い、アドレス電極12を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層13を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。
Next, using a die coating method or the like on the
次に、下地誘電体層13上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングすることにより隔壁材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することにより隔壁14を形成する。ここで、下地誘電体層13上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。
Next, a partition wall forming paste containing a partition wall material is applied on the
そして、隣接する隔壁14間の下地誘電体層13上および隔壁14の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層15が形成される。以上の工程により、背面基板10が完成する。
Then, a phosphor paste containing a phosphor material is applied on the
次に、本実施の形態における保護層9の詳細について説明する。本実施の形態におけるPDP1では、図2に示すように、保護層9は、誘電体層8に形成した保護層下地膜91と、保護層下地膜91上に付着させた酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aが複数個凝集した凝集粒子92とにより構成されている。また、保護層下地膜91を、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、および酸化バリウム(BaO)の群から選ばれる少なくとも2つ以上の単一金属酸化物からなる複合金属酸化物で形成している。また、保護層下地膜91面のX線回折分析において、その複合金属酸化物の特定方位面における回折角のピークが、単一金属酸化物の特定方位面における最小回折角と最大回折角との間に存在するように形成している。
Next, the detail of the
図5は、本実施の形態におけるPDP1の保護層下地膜91が2成分の場合についてのX線回折結果を示した図である。図5において、横軸はブラッグの回折角(2θ)であり、縦軸はX線回折光の強度である。回折角の単位は1周を360度とする度で示し、強度は任意単位(arbitrary unit)で示している。図中には特定方位面である結晶方位面を括弧付けで示している。
FIG. 5 is a diagram showing an X-ray diffraction result when the protective
図5に示すように、結晶方位面の(111)では、単一金属酸化物である、酸化カルシウム(CaO)の回折角は32.2度、酸化マグネシウム(MgO)の回折角は36.9度、酸化ストロンチウム(SrO)の回折角は30.0度、酸化バリウム(BaO)の回折角は27.9度にピークを有している。また、酸化マグネシウム(MgO)と酸化カルシウム(CaO)とからなる保護層下地膜91の回折角のピークはA点、酸化マグネシウム(MgO)と酸化ストロンチウム(SrO)とからなる回折角のピークをB点、さらに、酸化マグネシウム(MgO)と酸化バリウム(BaO)とからなる回折角のピークをC点で示している。
As shown in FIG. 5, at the crystal orientation plane (111), the diffraction angle of calcium oxide (CaO), which is a single metal oxide, is 32.2 degrees, and the diffraction angle of magnesium oxide (MgO) is 36.9. The diffraction angle of strontium oxide (SrO) has a peak at 30.0 degrees, and the diffraction angle of barium oxide (BaO) has a peak at 27.9 degrees. The peak of the diffraction angle of the protective
すなわち、図5に示すように、A点は特定方位面としての結晶方位面の(111)において、単一金属酸化物の最大回折角となる酸化マグネシウム(MgO)の回折角36.9度と、最小回折角となる酸化カルシウム(CaO)の回折角32.2度との間である回折角36.1度にピークが存在している。同様に、B点、C点もそれぞれ最大回折角と最小回折角との間の35.7度、35.4度にピークが存在している。 That is, as shown in FIG. 5, point A is a diffraction angle of 36.9 degrees of magnesium oxide (MgO), which is the maximum diffraction angle of a single metal oxide, at (111) of the crystal orientation plane as a specific orientation plane. There is a peak at a diffraction angle of 36.1 degrees which is between the diffraction angle of calcium oxide (CaO) which is the minimum diffraction angle and 32.2 degrees. Similarly, peaks at points B and C exist at 35.7 degrees and 35.4 degrees between the maximum diffraction angle and the minimum diffraction angle, respectively.
また、図6には、図5と同様に、保護層下地膜91を構成する単一金属酸化物が3成分以上の場合のX線回折結果を示している。すなわち、図6には、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)とからなる複合金属酸化物の回折角のピークをD点で示している。また、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化バリウム(BaO)とからなる複合金属酸化物の回折角のピークをE点で示している。さらに、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)とからなる複合金属酸化物の回折角のピークをF点で示している。図6から分かるように、D点は特定方位面としての結晶方位面の(111)において、単一金属酸化物として最大回折角となる酸化マグネシウム(MgO)の回折角36.9度と、最小回折角となる酸化ストロンチウム(SrO)の回折角30.0度との間である回折角33.4度にピークが存在している。同様に、E点、F点もそれぞれ最大回折角と最小回折角との間の32.8度、30.2度にピークが存在している。
Further, FIG. 6 shows the X-ray diffraction result when the single metal oxide constituting the protective
したがって、本実施の形態におけるPDP1の保護層下地膜91は、単体成分として2成分であれ、3成分であれ、保護層下地膜91を構成する複合金属酸化物の保護層下地膜91面のX線回折分析において、その複合金属酸化物の特定方位面における回折角のピークが、単一金属酸化物の特定方位面における最小回折角と最大回折角との間に存在する。なお、上記の説明では特定方位面としての結晶方位面として(111)を対象として説明したが、他の結晶方位面を対象とした場合も金属酸化物のピークの位置が上記と同様である。
Therefore, the protective
X線回折分析の結果が、図5および図6に示す特徴を有する金属酸化物は、そのエネルギー準位もそれらを構成する単体の酸化物の間に存在する。したがって、保護層下地膜91のエネルギー準位も単体の酸化物の間に存在し、オージェ効果により他の電子が獲得するエネルギー量が真空準位を超えて放出されるに十分な量とすることができる。その結果、保護層下地膜91では、酸化マグネシウム(MgO)単一金属酸化物と比較して、良好な二次電子放出特性を発揮することができ、結果として、放電維持電圧を低減することができる。そのため、特に輝度を高めるために放電ガスとしてのキセノン(Xe)分圧を高めた場合に、放電電圧を低減し、低電圧でなおかつ高輝度のPDPを実現することが可能となる。
As a result of X-ray diffraction analysis, metal oxides having the characteristics shown in FIGS. 5 and 6 have their energy levels between single oxides constituting them. Therefore, the energy level of the protective
なお、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)は、単一金属酸化物では反応性が高いために不純物と反応しやすい。そのため、電子放出性能が劣化しやすいが、それらの複合金属酸化物の構成とすることにより、反応性を低減させることができる。その結果、不純物の混入や酸素欠損の少ない結晶構造が形成されて、PDP1の駆動時に電子が過剰放出されるのが抑制され、低電圧駆動と二次電子放出性能の両立効果に加えて、適度な電子保持特性の効果も発揮される。この電荷保持特性は、特に初期化期間に貯めた壁電荷を保持しておき、書込期間において書込不良を防止して確実な書込放電を行う上で有効である。
Note that calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO) are easy to react with impurities because they are highly reactive with a single metal oxide. Therefore, although the electron emission performance is likely to deteriorate, the reactivity can be reduced by using the composite metal oxide. As a result, a crystal structure with less impurity contamination and oxygen vacancies is formed, and excessive emission of electrons during driving of the
次に、保護層下地膜91上に設けた、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aが複数個凝集した凝集粒子92について詳細に説明する。酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92は、主として書込放電における「放電遅れ」を抑制する効果と、「放電遅れ」の温度依存性を改善する。凝集粒子92は、保護層下地膜91に比べて初期電子放出特性に優れる。そこで、放電パルス立ち上がり時に必要な初期電子供給部として凝集粒子92を配設している。
Next, the agglomerated
「放電遅れ」は、放電開始時において、トリガーとなる初期電子が保護層下地膜91表面から放電空間16中に放出される量が不足することが主原因と考えられる。そこで、放電空間16に対する初期電子の安定供給に寄与するため、酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92を保護層下地膜91の表面に分散配置している。これによって、放電パルスの立ち上がり時に放電空間16中に電子が豊富に存在し、放電遅れの解消が図られる。
The “discharge delay” is considered to be mainly caused by a shortage of the amount of initial electrons, which become a trigger, emitted from the surface of the protective
したがって、このような初期電子放出特性により、PDP1が高精細の場合などにおいても放電応答性の良い高速駆動を実現することができる。なお保護層下地膜91の表面に金属酸化物の凝集粒子92を配設する構成では、主として書込放電における「放電遅れ」を抑制する効果に加え、「放電遅れ」の温度依存性を改善する効果も得られる。
Therefore, such initial electron emission characteristics can realize high-speed driving with good discharge response even when the
以上のように、本実施の形態におけるPDP1では、低電圧駆動と電荷保持の両立効果を奏する保護層下地膜91と、放電遅れの防止効果を奏する酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92とにより構成している。その結果、高精細なPDP1でも高速駆動を低電 圧で駆動でき、且つ、点灯不良を抑制した高品位な画像表示性能を実現できる。
As described above, the
なお、凝集粒子92は、保護層下地膜91上に離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一に分布するように複数個付着させることにより構成している。
The agglomerated
図7は、保護層下地膜91上に形成した酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92の拡大図である。凝集粒子92とは、図7に示すように、所定の一次粒径の結晶粒子92aが凝集またはネッキングした状態のものである。すなわち、静電気やファンデルワールス力などによって複数の一次粒子が集合体の体をなし、超音波などの外的刺激により、その一部または全部が一次粒子の状態になる程度で結合しているものである。凝集粒子92の粒径としては、約1μm程度のもので、結晶粒子92aとしては、14面体や12面体などの7面以上の面を持つ多面体形状を有するのが望ましい。
FIG. 7 is an enlarged view of aggregated
図8は、本実施の形態におけるPDP1の放電遅れと保護層下地膜91中のカルシウム(Ca)濃度との関係を示す図である。なお、この場合、保護層下地膜91として酸化マグネシウム(MgO)と酸化カルシウム(CaO)とからなる複合金属酸化物で構成している。また、保護層下地膜91面におけるX線回折分析において、複合金属酸化物の回折角のピークが、酸化マグネシウム(MgO)の回折角と酸化カルシウム(CaO)の回折角との間に存在するように形成している。なお、図8には、保護層9として保護層下地膜91のみの場合と、保護層下地膜91上に凝集粒子92を配置した場合とについて示し、放電遅れは、保護層下地膜91中にカルシウム(Ca)が含有されていない場合を基準として示している。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the discharge delay of the
図8より明らかなように、保護層下地膜91のみの場合と、保護層下地膜91上に凝集粒子92を配置した場合とにおいて、保護層下地膜91のみの場合はカルシウム(Ca)濃度の増加とともに放電遅れが大きくなる。一方、保護層下地膜91上に凝集粒子92を配置することによって放電遅れを大幅に小さくすることができ、カルシウム(Ca)濃度が増加しても放電遅れはほとんど増大しない。
As is clear from FIG. 8, in the case of only the protective
このように、保護層9を、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、および酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも2つ以上の金属酸化物により形成することで、放電開始電圧を低下させ、放電遅れを小さくして放電を安定させることができる。
Thus, by forming the
一方、これらの材料は、水、炭酸ガスなどの不純物ガスとの反応性が高い。そのために、特に水、二酸化炭素と反応することにより放電特性が劣化しやすく、放電セル毎の放電特性にばらつきが発生しやすい。 On the other hand, these materials have high reactivity with impurity gases such as water and carbon dioxide. For this reason, in particular, the discharge characteristics are likely to deteriorate due to reaction with water and carbon dioxide, and the discharge characteristics of each discharge cell are likely to vary.
そこで、本実施の形態では、図4に示すように保護層9を形成した後に、焼成ステップ(S15)において、前面基板2を酸素が存在する雰囲気下で焼成することにより保護層9の不純ガスの洗浄を行うようにしている。
Therefore, in the present embodiment, after forming the
図9は、本実施の形態における製造方法によるPDP1を、前面基板2の焼成ステップ(S15)を経た後にカソードルミネッセンス法により測定したスペクトルを示す図である。なお、焼成条件としては、窒素80%、酸素20%の雰囲気下で焼成温度を変化させている。図9より、400℃以上で焼成すると、3eV付近のFセンター起因の発光強度が減少していることが分かる。したがって、酸素を含む雰囲気下においては400℃以上の焼成を行うことは保護層9の酸化を促進してしまうと考えられる。
FIG. 9 is a diagram showing a spectrum measured by the cathodoluminescence method after the
そこで、本実施の形態では、前面基板2を酸素が存在する雰囲気下において350℃以上、400℃未満の温度で焼成している。このような方法によれば、保護層9の酸化を抑制しつつ保護層9上の不純物ガスを洗浄することができる。その結果、保護層9の酸化を抑制して保護層9の電子放出特性を向上させ、高精細で高画質な画像表示性能を備えるPDP1を実現することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
また、図4に示すように、この焼成ステップ(S15)の後に、さらに、第2焼成ステップ(S16)において、酸素が存在しない雰囲気で焼成ステップ(S15)での焼成温度を超える温度で焼成するのが望ましい。このような方法によれば、保護層9からの電子放出特性をさらに向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 4, after the firing step (S15), further, in the second firing step (S16), firing is performed at a temperature exceeding the firing temperature in the firing step (S15) in an atmosphere in which oxygen is not present. Is desirable. According to such a method, the electron emission characteristics from the
図10は、本実施の形態に用いる製造方法において、焼成ステップ(S15)を経た後の保護層9を光電子分光法により測定した光電子スペクトルを示す図である。図10には、酸素が存在する雰囲気下で焼成を行い、その後、大気に暴露させずに酸素が存在しない雰囲気(窒素雰囲気)において、酸素が存在する雰囲気下での焼成温度以上の温度(430℃)で焼成を行った第2焼成ステップを経た結果を示す。また、比較データとして、酸素雰囲気下での焼成なしに、窒素雰囲気下のみで430℃で焼成した結果についても示している。
FIG. 10 is a diagram showing a photoelectron spectrum obtained by measuring the
図10より、焼成ステップ(S15)に第2焼成ステップ(S16)を付加することにより、光電子強度を増大させることができ、電子放出特性を向上させることができる。また、図10には図示していないが、焼成ステップ(S15)が1段階、すなわち、酸素が存在する雰囲気下で焼成を行っただけの光電子スペクトルの特性は、比較データよりもわずかに光電子強度が向上しているのみである。 From FIG. 10, by adding the second baking step (S16) to the baking step (S15), the photoelectron intensity can be increased and the electron emission characteristics can be improved. Further, although not shown in FIG. 10, the characteristics of the photoelectron spectrum obtained by performing the firing step (S15) in one stage, that is, the firing in an atmosphere in which oxygen exists, is slightly less than the comparison data. Is only improved.
このように、保護層9を形成後の前面基板2を次の焼成ステップ(S15)を経るようにすることで保護層9の表面洗浄を促進し、放電特性の優れた保護層9を有するPDP1を製造することができる。すなわち、第1段として、酸素が存在する雰囲気下において、350℃以上、500℃未満で焼成を行う。その後、大気に暴露させずに窒素や希ガスなどの不活性ガスあるいは真空などの酸素が存在しない雰囲気に置換し、酸素が存在する雰囲気下での焼成温度以上の温度で焼成を行うことが望ましい。
In this way, the
以上のように、本発明によるPDPの製造方法によれば、保護層の電子放出特性を向上させ、高精細で高画質な画像表示性能を備えるPDPを実現することができる。 As described above, according to the PDP manufacturing method of the present invention, it is possible to improve the electron emission characteristics of the protective layer and realize a PDP having high-definition and high-quality image display performance.
本発明によるPDPの製造方法は、高精細で高画質な画像表示性能を備えるPDPを実現する上で有用な発明である。 The PDP manufacturing method according to the present invention is a useful invention for realizing a PDP having high-definition and high-quality image display performance.
1 PDP
2 前面基板
3 前面ガラス基板
4 走査電極
4a,5a 透明電極
4b,5b 金属バス電極
5 維持電極
6 表示電極対
7 ブラックストライプ(遮光層)
8 誘電体層
9 保護層
10 背面基板
11 背面ガラス基板
12 アドレス電極
13 下地誘電体層
14 隔壁
15 蛍光体層
16 放電空間
81 第1誘電体層
82 第2誘電体層
91 保護層下地膜
92 凝集粒子
92a 結晶粒子
1 PDP
2
8
Claims (3)
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JP2010131705A JP2011258402A (en) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | Method of manufacturing plasma display panel |
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2010
- 2010-06-09 JP JP2010131705A patent/JP2011258402A/en active Pending
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